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锻件结构设计的合理性

在锻件设计中,设计人员有时只注意如何使锻件的结构形状适合机械的需要,而往往忽视零件的材料和结构,不合理给热处理带来的困难,甚至难以实现热处理的问题。因此,设计人员在设计零件结构形状时须充分重视结构的热处理工艺性。

 

影响锻件结构的热处理工艺性因素主要有锻件材料的选择,锻件的几何形状和刚度,锻件的尺寸大小,锻件的表面状态。

锻件

为避免锻件热处理时发生过量变形、开裂或硬度不足及软点等,锻件的几何形状往往是关键。尖锐的棱边、尖角和凹腔会产生应力集中,是产生开裂的主要根源;锻件断面突变处(如螺纹、油孔、键槽及退力槽等)也容易造成应力集中。锻件的显微组织不均匀,会使热处理时的应力分布不均匀,从而导致变形和开裂。如果锻件的结构形状已无改善余地,可改用淬透性较好的材料, 用缓和的冷却介质淬火,可避免变形、开裂。锻件的刚度差,加热或冷却时均会产生大的变形,可设计专用夹具来防止变形。锻件的表面状态对热处理工艺性也有很大影响。表面粗糙度值低,淬火冷却时的气膜不易附着,冷却均匀,可减小变形,表面的刀痕和较深或部位不合适的印痕也可能会导致热处理时开裂。


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